Technologien von Polymaker

Jam-Free™ Technologie:

Um diese Technologie zu verstehen, lassen Sie uns die Hauptursache des Verstopfungsproblems verstehen:

Der Druckkopf ist in zwei Hauptteile geteilt: das Hotend und das Coldend. Das Hotend ist der Bereich, in dem der Heizblock das Filament erwärmt und schmilzt; das Coldend verhindert, dass sich die Hitze des Hotends ausbreitet und andere Komponenten beschädigt oder das Filament vorzeitig aufweicht/schmilzt.

Bei langen Drucken, Dual-Extrusion-Drucken oder einfach bei Düsen mit schlecht gestaltetem Kühlkörper steigt die Wärme jedoch bis zum Coldend auf und macht das Filament weich, was zu einer Ausdehnung des Filaments führen kann. Dies kann eine Verstopfung verursachen oder dazu führen, dass der Extruder das Filament zerkaut.

PLA ist am ehesten von diesem Problem betroffen, weil es eine sehr niedrige Glasübergangstemperatur (Tg, ~60 °C) hat. Wenn die Temperatur leicht über 50 °C steigt, kann bereits ein Verstopfungsrisiko entstehen. Filament mit 2,85 mm Durchmesser ist weniger betroffen, da es aufgrund seiner Dicke steifer bleibt als 1,75 mm.

Um dieses Problem zu lösen, erhöht Polymaker die wärmebeständige Temperatur unseres 1,75 mm PLA-basierten Produkts auf 140 °C.

Da PLA ein teilkristallines Polymer ist, kann Polymaker dies durch das vorgängige Tempern (Annealing) des Filaments erreichen, wodurch der Kristallinitätsgrad des Filaments erhöht wird. Wie wir im Materialwissenschafts- Abschnitt erklären, beginnen die Kristalle bei Tm (~150 °C für Polymaker PLA) zu zerfallen, wodurch das Material eine höhere Hitzebeständigkeit erhält.

Warp-Free™ Technologie:

Diese Technologie wird von Polymaker in unseren nylonbasierten Materialien verwendet. Sie können viel über Warping-Probleme und mögliche Ursachen auf unserer Materialwissenschafts- Seite erfahren. Diese Technologie löst eine der Ursachen von Warping-Problemen: die Kristallisation.

Tatsächlich ist Nylon als schwierig zu drucken bekannt, wegen seines Warp-Verhaltens: Beim Drucken führt die schnelle Bildung von Kristallen innerhalb jeder Schicht zu großen inneren Spannungen, die zu Verformungen des Teils führen.

Polymakers Technologie reduziert nicht nur diese Spannung, sondern steigert auch die mechanischen Eigenschaften des Teils. Die Technologie verlangsamt die Kristallisationsrate des Polymers, wodurch verhindert wird, dass innerhalb jeder Schicht schnell kleine Kristalle entstehen, während diese gedruckt werden. Stattdessen ermöglicht sie dem Polymer, langsam größere Kristalle über mehrere Schichten hinweg aufzubauen, da mehrere Schichten gedruckt werden können, bevor Kristalle sich bilden. Diese Kristalle über die Schichten hinweg erhöhen außerdem deutlich die Schichthaftung. Aus diesem Grund empfiehlt Polymaker auch, das Teil nach dem Druckprozess zu tempern (annealen). Tempern (Annealing) stellt sicher, dass das Teil seinen höchsten Kristallinitätsgrad erreicht hat und somit die besten thermischen und mechanischen Eigenschaften besitzt.

Layer-Free™ Technologie:

Diese Technologie beruht weniger auf Polymerwissenschaften als vielmehr auf einer perfekten Kombination des richtigen Materials mit dem richtigen Lösungsmittel. Polymaker war an den glatten Druckergebnissen interessiert, die ein Acetondbad einem ABS-Druck verleihen kann; jedoch hielten wir ABS für zu schwierig zu drucken, und Aceton kann eine gefährliche Chemikalie sein und ist nicht sicher in der Anwendung. Außerdem gab es keine Geräte, die speziell für das Polieren von ABS-Teilen mit diesem Lösungsmittel entwickelt wurden.

Die erste Herausforderung für Polymaker war, ein Polymer zu finden, das leicht zu drucken ist und gleichzeitig mit einem Lösungsmittel reagiert, das leicht zu beschaffen und weniger gefährlich als Aceton ist.

Polymaker fand schließlich PVB als perfekten Kandidaten. Daraufhin begannen wir, spezifische, PVB-basierte Materialformulierungen zu entwickeln und PolySmooth™ war das Ergebnis dieser Entwicklung.

PolySmooth™ konnte mit den gleichen Einstellungen wie PLA gedruckt und anschließend mit Alkohol geglättet werden.

Die zweite Herausforderung bestand darin, ein Gerät zu entwerfen, das ein PolySmooth™-Modell sicher und zuverlässig mit Alkohol polieren kann. Der Polysher™ war das Ergebnis der Entwicklung dieses Geräts. Der Kern des Polysher™ ist der Zerstäuber (Nebulisator), die sorgfältig ausgewählte Membran und der spezifische Algorithmus, der entwickelt wurde, um die richtige Frequenz für den Zerstäuber zu finden.

Ash-Free™ Technologie:

Diese Technologie wird in Polymaker Polycast™eingesetzt. Sie nutzt eine spezifische Kombination verschiedener, präzise ausgewählter Komponenten, um ein Material für das Gießen zu schaffen. Diese Komponenten wurden sorgfältig so ausgewählt, dass sie rückstandsfrei ausbrennen.

Fiber Adhesion™ Technologie:

Faserverstärkte Materialien bieten ausgezeichnete thermische und mechanische Eigenschaften, können jedoch beim extrusionbasierten 3D-Druck die Schichthaftung negativ beeinflussen. Polymaker ist der Ansicht, dass die Probleme mit der Schichthaftung daher rühren, dass die Fasern keine gute Bindung/Kompatibilität mit dem Matrixpolymer eingehen.

Nach monatelanger Entwicklung haben wir die Oberflächenchemie der Fasern erfolgreich optimiert, um eine bessere Dispersion und Bindung an die Matrix zu erreichen.

Bei der Implementierung dieser Technologie in Fiberon™ PA6-CF und Fiberon™ PA6-GFwurde die Schichthaftung nicht negativ beeinflusst, sondern tatsächlich stärker (+27 % bei CF, +15 % bei GF).

Nano-Verstärkungs-Technologie:

Diese Technologie wird in Polymakers PolyMax™-Produktfamilie verwendet. Sie verstärkt das Polymer mit Nanopartikeln, die es deutlich zäher machen, während gleichzeitig ähnliche Druckbedingungen beibehalten werden. PolyMax™ PLA, PolyMax™ PETG und PolyMax™ PC sind die drei Produkte der PolyMax™-Familie. Sie alle lassen sich mit den gleichen Einstellungen wie ihre regulären Gegenstücke drucken: PolyLite™ PLA, PolyLite™ PETG und PolyLite™ PC, erreichen jedoch bis zu fünffache Zähigkeit und sind dadurch langlebiger. Wie im Materialwissenschafts- Abschnitt besprochen, lässt sich die Bruchzähigkeit gut durch die Schlagzähigkeit des Materials darstellen.

Stabilized Foaming™ Technologie:

Diese letzte Technologie ist eine der frühesten Entwicklungen von Polymaker. Nach mehreren schlechten Erfahrungen mit verstopfenden Düsen beim Drucken mit holzgefülltem Filament suchten wir nach Wegen, ein Filament holzähnlich aussehen zu lassen, ohne tatsächlich Holzpulver zu verwenden, da Holzpulver im Filament den Druckprozess negativ beeinflussen kann.

Polymaker erkannte, dass der Hauptgrund für das Holz-Erscheinungsbild seine Pflanzenzellstruktur und Farbe ist. Die Farbe eines bestimmten Holzes war leicht zu kopieren, und die Pflanzenzellstruktur wurde durch den Einsatz eines Treibmittels nachgebildet, wodurch ein ähnliches Zellnetz entstand.

Die größte Herausforderung bestand darin, eine Schaumbildungsstruktur zu entwerfen und zu formulieren, die durch den Extrusionsprozess des 3D-Druckers nicht negativ beeinflusst wird, daher das „stabilized“ in „Stabilized Foaming“, was bedeutet, dass der Schaum nach dem Druckprozess stabil bleibt. Aus dieser Technologie haben wir schließlich LW-PLA entwickelt.